一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无人驾驶车辆行驶的运输系统，包括无人驾驶车辆行驶的道路；无人驾驶车辆，包括传感器组和主控系统；以及道路管理系统。无人驾驶车辆内置的传感器组包括位置激光传感器、速度传感器、距离传感器等，主控系统包括驱动模块和通信模块，对获取的数据进行输出并接收来自道路管理系统的指令输入；道路管理系统包括数据处理系统和通信模块，通过多个通信模块接收车辆运行的数据信息，通过数据处理系统对信息实时处理，转换成操作指令再发送给通信模块，传递给含主控系统的无人驾驶车辆，使其正常行驶。同时，系统采用冗余设计确保可靠性，车辆与道路系统实时交换信息，整个系统在计算机控制下自动运行，车辆平均运行速度更快，更安全。更安全。更安全。

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法


[0001]本专利技术设计一种框架方法，尤其涉及一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法。

技术介绍

[0002]目前，按照我国《公路工程技术标准》所修建的高速公路能适应120km/h以上的运行速度。但实际上车辆的运行速度仅达到60～120km/h，不能满足交通量的需求，降低了高等级公路的服务水平，难以利用公路运输提供“门到门”服务。另外，驾驶员的出行质量和行车安全由生理状态和心理状态决定，而驾驶员的生心理状态受时间(如光照强度、温度)、空间(如道路线形、环境)等因素影响，难以确保稳定的驾驶状态，致使行车不安全、车速难以提高、出行效率低下。因此，无人驾驶车辆发展迅速，但是无人驾驶车辆行驶在有人驾驶车辆的道路上，由于驾驶员行为的不可控性，很难让无人驾驶车辆的控制系统对路况作出及时有效地反映，无人驾驶车辆的功效不能完全发挥出来；因此，需要一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，实现对交通流的整体监控和调整，提高运行速度，缩短出行时间，实现“点对点”交通。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种无人驾驶车辆行驶的运输系统框架设计方法，可以很好地解决上述问题。
[0004]为达到所述要求，本专利技术所采用的技术方案是：提供一种无人驾驶车辆行驶的运输系统框架设计方法。该框架设计方法包括三个基本部分：分别为无人驾驶车辆行驶的道路、含主控系统的无人驾驶车辆、道路管理系统；无人驾驶车辆在道路上行驶，含主控系统的无人驾驶车辆和道路管理系统通过5G、WIFI或者LTE网络相互连接，实现数据交换和控制管理。
[0005]框架设计方法的基本框架如下：
[0006]1.本专利技术框架内的道路是无人驾驶车辆行驶的道路。即车辆在驶入时需是无人驾驶模式，而且无人驾驶车辆的主控系统能够和其他无人驾驶车辆、道路管理系统互联。
[0007]2.无人驾驶车辆内置主控系统，包括驱动模块和通信模块，以对传感器组获取的数据进行输出并接收来自道路管理系统的指令输入；内置车载传感器组，包括位置激光传感器、速度传感器、距离传感器等，由传感器组采集和检测车辆的实时运行数据，向主控系统发送；当有多个传感器组连接时，主控系统内可以设置多组通信模块接收数据信息。含主控系统的无人驾驶车辆间存在信息交换，可以相互感知并实时通信，车辆会从道路管理系统获取当前道路信息、5min内前后运行车辆的驾驶状态和2s(系统数据交换周期)内前后运行车辆的驾驶意图等信息；每一信息交换的延迟时间不超过0.5s。
[0008]3.道路管理系统包括数据处理系统和通信模块，道路管理系统通过多个通信模块接收车辆运行的数据信息，通过数据处理系统对信息实时处理，转换成操作指令再发送给
通信模块，传递给含主控系统的无人驾驶车辆，使其正常行驶。道路管理系统以时空锁定的形式对无人驾驶车辆进行管控。
[0009]4.无人驾驶车辆的一系列操作都是先发送指令给道路管理系统，道路管理系统进行相应的时空锁定，将信息反馈给车辆，车辆收到指令后按照规定完成相应动作。
[0010]优选的，所述的道路管理系统是分段式管理系统，即将一条道路划分为许多段，每段内都有一个道路管理系统，每段内的道路管理系统都含有数据处理系统和通信模块，可以独立处理本段内的车辆行驶请求信息，同时还可以与其他段内的道路管理系统共同处理车辆行驶请求信息。相邻的道路管理系统可以实时互相通信，交换信息，保证安全。
[0011]优选的，所述的时空锁定是指道路管理系统对某一辆车进行时间和空间锁定。即通过当前时刻某车辆所处车道为i车道，桩号x，此后任意时刻锁定范围还包括车辆几何外形、安全富余及按运行速度所推算位置的值，从车头、车尾向外推算并加上安全距离。
[0012]优选的，所述的道路管理系统对车辆进行管理控制是依据车辆的动力性能、当前位置和车辆运行速度计算出未来一段时间内的车辆位置。车辆的主控系统通过控制车辆的行驶系统将车辆控制在锁定范围内。车辆未来一段时间内的位置确定，具体公式为式中s为未来某一时刻t车辆距离当前时刻t0位置的距离，v0为车辆在当前时刻t0时的速度，a为车辆的加速度。
[0013]优选的，所述的道路管理系统和无人驾驶车辆都使用统一的时空锁定控制协议，能够实现两两信息实时交互。无人驾驶车辆通过道路管理系统统一控制，无需人工驾驶，剔除驾驶人行为造成的行车不稳定性，可以实现安全、快速的全自动无人驾驶。
[0014]优选的，所述的车辆运行速度是由车辆机动性能、道路几何特征、环境状况、安全富余所决定的最高安全运行速度的α倍，取值范围为(0.8,0.95)。
[0015]优选的，道路管理系统优先配合驶入、驶出系统的变道行为；某一行驶车辆发出变道信号时，系统将同时锁定本车道及目标车道的对应范围。
[0016]该无人驾驶车辆行驶的运输系统框架设计方法具有的优点如下：
[0017]1.无人驾驶车辆都是通过计算机系统控制，道路管理系统能够对道路使用情况、利用率统一分配；在这样的前提下，车辆的平均行驶速度可以更高，车辆之间的安全距离可以降低，从而提升道路的容量，极大地提高出行效率；
[0018]2.系统中所有运行车辆通过道路管理系统统一控制，无需人工干扰，提高运输系统的运行效率，也避免了驾驶员行为造成的不稳定性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的框架图。
[0020]图2为本专利技术的控制流程图。
[0021]图3为本专利技术含主控系统的无人驾驶车辆的控制流程图。
[0022]图4为本专利技术道路管理系统的控制流程图。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例应参照附图理解。下面通过参考附图
描述的实施例仅用于解释本专利技术具体的框架设计方法，而不理解为对本专利技术的限制。
[0024]本专利技术是基于专利技术人对以下事实的思考：按照我国《公路工程技术标准》所修建的高速公路能适应120km/h以上的运行速度。但实际上车辆的运行速度仅达到60～120km/h，不能满足日益增长的交通量需求，降低了高等级公路的服务水平，难以利用公路运输提供“门到门”服务。另外，驾驶员的出行质量和行车安全由生理状态和心理状态决定，而驾驶员的生心理状态受时间(如光照强度、温度)、空间(如道路线形、环境)等因素影响，难以确保稳定的驾驶状态，致使行车不安全、车速难以提高、出行效率低下。
[0025]可见，如果能够提高公路上车辆的运行速度，减少车辆间的相互影响，避免驾驶人行为带来的行车不稳定性，就可以更有效地发挥公路“门到门”的优势，提高公路的服务水平。
[0026]与现有技术不同，本专利技术的思路是利用无人驾驶汽车来提供一种无人驾驶车辆行驶的运输系统框架设计方法。通过道路管理系统，使无人驾驶车辆安全地运行于道路上，是一种根据车辆运行情况实时管控、实时决策的过程。该方法科学合理，从驾驶过程中剔除驾驶员差异的影响，降低事故率并具有一定的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，该框架设计方法包括三个基本部分：分别为无人驾驶车辆行驶的道路、含主控系统的无人驾驶车辆、道路管理系统；无人驾驶车辆在道路上行驶，含主控系统的无人驾驶车辆和道路管理系统通过5G、WIFI或者LTE网络相互连接，实现数据交换和控制管理：无人驾驶车辆行驶在道路上，无人驾驶车辆的一系列操作通过车载主控系统发送指令给道路管理系统，道路管理系统进行时空锁定，然后将信息反馈给车辆，车辆收到指令后按照规定行驶；框架内的道路是无人驾驶车辆行驶的道路，即车辆在驶入时需是无人驾驶模式，而且无人驾驶车辆的主控系统能够和其他无人驾驶车辆、道路管理系统互联，无人驾驶车辆的一系列操作都是先发送指令给道路管理系统，道路管理系统进行相应的时空锁定，将信息反馈给车辆，车辆收到指令后按照规定完成相应动作。2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，无人驾驶车辆内置主控系统，包括驱动模块和通信模块，以对传感器组获取的数据进行输出并接收来自道路管理系统的指令输入；内置车载传感器组，包括位置激光传感器、速度传感器、距离传感器，由传感器组采集和检测车辆的实时运行数据，向主控系统发送；当有多个传感器组连接时，主控系统内设置多组通信模块接收数据信息，含主控系统的无人驾驶车辆间存在信息交换，可以相互感知并实时通信，车辆会从道路管理系统获取当前道路信息、5min内前后运行车辆的驾驶状态和2s(系统数据交换周期)内前后运行车辆的驾驶意图等信息；每一信息交换的延迟时间不超过0.5s。3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，道路管理系统包括数据处理系统和通信模块，道路管理系统通过多个通信模块接收车辆运行的数据信息，通过数据处理系统对信息实时处理，转换成操作指令再发送给通信模块，传递给含主控系统的无人驾驶车辆，使其正常行驶，道路管理系统以时空锁定的形式对无人驾驶车辆进行管控。4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭挺，苏权科，李源，杨克胜，刘洁，张星婕，刘吉祥，李纪亭，胡旭，王蒙阳，周桃琰，吴恒，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：